PL207112B1 - Katoda do napylania próżniowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy dziedziny techniki katodowego napylania materiałów, w szczególności instalacji do obróbki próżniowej, a zwłaszcza katod przeznaczonych do wytwarzania pary.

Generalnie, według znanych ze stanu techniki sposobów, katoda z membraną jest wykonana w formie podstawy zawierającej, w swojej grubości, wnęki tworzące kanały do obiegu cieczy chłodzącej. Na tej podstawie zamocowana jest, zwykle za pomocą śrub, membrana. Naprzeciwko podstawy mocującej membranę, zamontowana jest, w sposób przylegający, tarcza do rozpylania materiału. Najczęściej, membrana jest wykonana z jednego tylko materiału.

W dokumencie EP 0512 456 ujawniono katodę, która zawiera podstawę podtrzymującą, na która nałożona jest rama ograniczająca pustą przestrzeń do obiegu cieczy chłodzącej, przy czym podstawa i rama są połączone ze sobą na obrzeżach.

Z kolei w dokumencie EP 0456 891 ujawniono katodę, której membrana wykonana jest ze stali nierdzewnej. Grafitowa powłoka membrany nie stanowi jej części, a jej zadaniem jest opóźnienie procesu rozpylania tarczy i wskazanie operatorowi odpowiedniej strony tarczy. W katodzie według EP 0456 891 nie wspomina się o tym, że materiały składające się na membranę dobrano ze względu na ich zdolność do odmiennych zachowań pod wpływem naprężeń, tzn. tak, aby jedna warstwa podlegała odkształceniom sprężystym, zaś druga warstwa - odkształceniom plastycznym.

Celem wynalazku jest opracowanie nowego typu katody, w której chłodnica ma właściwości szczególnie interesujące.

Katoda do napylania próżniowego według wynalazku, w której podstawę tarczy stanowi chłodnica, charakteryzuje się tym, że zawiera podstawę podtrzymującą, na którą jest nałożona rama, której co najmniej jeden z boków zawiera, w tej samej płaszczyźnie, co najmniej jedno odgałęzienie ograniczające kanały obiegu cieczy chłodzącej, przy czym na ramę nałożona jest membrana, która składa się z co najmniej dwóch nałożonych na siebie materiałów i, przy czym jeden z materiałów spełnia funkcję konstrukcyjną i jest tak dobrany, że podlega odkształceniom sprężystym, podczas gdy drugi jest tak dobrany, że podlega odkształceniom plastycznym i przylega do powierzchni rozpylanej tarczy zamontowanej w połączeniu z membraną, a podstawa, rama i membrana są połączone ze sobą na obrzeżach.

Korzystnie, zespół podstawy, ramy i membrany jest sztywno połączony z ramą, która ogranicza zamkniętą przestrzeń, służącą do ustawiania i środkowania tarczy, przy czym rama zawiera w części zewnętrznej wyprofilowane obrzeże mogące współpracować z zestawem niezależnych elementów zaciskowych zawierających uzupełniające formy sprzęgające, umożliwiające przechylanie elementów, wskutek docisku wywieranego na części, wprowadzone w grubość elementów, i oparte na części obrzeża sprzęgającego ramy, tak, że pod wpływem przechylenia część form sprzęgających zestawu elementów zaciskowych, opiera się czołowo o brzeg zewnętrzny tarczy w celu jej zamocowania.

Elementy zaciskowe korzystnie są tak wycięte, że po połączeniu ich przez zestawienie tworzą zamkniętą ramę zewnętrzną otaczającą i zamykającą całkowicie cztery boki tarczy ograniczając wolną strefę środkową do rozpylania.

Niektóre z elementów mogą mieć co najmniej jeden brzeg zukosowany pod kątem, podczas gdy inne są proste i wsuwane przez wślizgnięcie, zwłaszcza pomiędzy dwa elementy kątowe, uprzednio odpowiednio pozycjonowane względem ramy.

Sprzęgające i obejmujące obrzeżą ramy korzystnie stanowi przesunięty, prostoliniowy profil ograniczający, prostoliniowy rowek.

Uzupełniające formy sprzęgające elementów zaciskowych korzystnie stanowi prostoliniowe wycięcie współpracujące z przesuniętym prostoliniowym profilem ramy i ograniczające wystającą końcówkę współpracującą z rowkiem w celu spowodowania efektu przechylenia pod wpływem docisku.

Zespół podstawy, membrany i ramy może być zamontowany na wysokości płyty krańcowej, na tak rozwiązanej części urządzenia, aby mogła być łatwo wyjmowana, w szczególności w postaci drzwi.

Jak zaznaczono, wynalazek znajduje szczególnie korzystne zastosowanie w przypadku katody do napylania próżniowego, zawierającej tarczę zamontowaną na zespole chłodnicy z membraną.

W katodzie wedł ug wynalazku rozwiązano problem zapewnienia, w sposób prosty, pewny, skuteczny i szybki, mocowania tarczy i możliwości jej łatwej wymiany.

W znanych ze stanu techniki katodach, środki mocujące tarczę nie pozwalają na łatwe manipulowanie tarczą i jej wymianę. Najczęściej, tarcza zamocowana jest za pomocą wielu śrub rozmieszczonych na jej obrzeżu.

PL 207 112 B1

Biorąc pod uwagę znaczną ilość śrub koniecznych, aby zapewnić zamocowanie tarczy, oczywiste jest, że czas montażu i demontażu jest bardzo długi. Ponadto, może wystąpić ryzyko zakleszczenia.

Proponowano również zapewnienie mocowania tarczy za pomocą docisku czołowego, w połączeniu ze śrubami. To rozwiązanie nie zawsze jest zadawalające, biorąc pod uwagę, że w tym przypadku też śruby uczestniczą bezpośrednio w dociskaniu zespołu tarczy.

Katoda jest sztywno połączona z ramą, która ogranicza zamkniętą przestrzeń, służącą do ustawiania i środkowania tarczy, przy czym rama zawiera w części zewnętrznej wyprofilowane obrzeże do sprzęgania i obejmowania mogące współpracować z zestawem niezależnych elementów zaciskowych mających uzupełniające formy sprzęgające mogące umożliwić efekt przechylania wyżej wspomnianych elementów, który jest wynikiem oddziaływania docisku wywieranego na części wprowadzone w grubość elementów opartych na części obrzeża sprzęgającego ramy, tak, że pod wpływem wyżej wspomnianego efektu przechylenia część form sprzęgających zestawu elementów zaciskowych opiera się czołowo na brzegu zewnętrznym tarczy w celu jej zamocowania.

Przedmiot wynalazku zostanie objaśniony z odniesieniem do załączonego rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w perspektywie, przed zmontowaniem, główne elementy katody według wynalazku; fig. 2 - widok w perspektywie odpowiadający fig. 1, po połączeniu różnych elementów; fig. 3 - przekrój poprzeczny rozpatrywany wzdłuż linii 3-3 z fig. 2; fig. 4 - widok cząstkowy, w bardzo dużej skali, pokazujący strukturę wewnętrzną membrany jako takiej; fig. 5 - rzut części katody do rozpylania, przed umieszczeniem elementów zaciskowych do mocowania tarczy; fig. 6 - widok odpowiadający fig. 1 po umieszczeniu elementów zaciskowych; fig. 7 - przekrój przedstawiający wykonanie i nakładanie katody przed dociśnięciem tarczy; fig. 8 - widok odpowiadający fig. 7 - po dociśnięciu tarczy; fig. 9 - widok cząstkowy w perspektywie pokazujący profile w przekroju obsady membrany i elementy zaciskowe.

Jak widać na fig. 1 i fig. 2, katoda, według wynalazku, składa się z podstawy podtrzymującej 3 zawierającej układ dowolnego typu do obiegu cieczy chłodzącej z wlotem E i wylotem S. Na podstawie 3, na przykład o kształcie ogólnym prostopadłościanu, nałożona jest płyta odpowiednio wycięta w taki sposób, aby tworzyła ramę 11 odgraniczającą co najmniej jedną pustą przestrzeń 11a do obiegu cieczy chłodzącej.

Co najmniej jeden z boków ramy 11 zawiera, w tej samej płaszczyźnie, co najmniej jedno odgałęzienie do ograniczenia kanałów obiegu cieczy chłodzącej.

Na fig. 3 widać, że na ramie 11 umieszczona jest, przez nałożenie, membrana 4. Podstawa 3, rama 11 i membrana 4 są połączone ze sobą na obrzeżach. To połączenie, na przykład, może być dokonane za pomocą spoiny poprzecznej ST.

Zgodnie z fig. 4, według innej właściwości, membrana 4 składa się z co najmniej dwóch warstw 4a i 4b różnych materiałów. Warstwa 4b, umieszczona od strony ramy 11, spełniająca funkcję konstrukcyjną, wykonana jest z materiału tak dobranego, żeby podlegał odkształceniom sprężystym. Druga warstwa 4a jest wykonana z materiału tak dobranego, żeby podlegał odkształceniom plastycznym, aby membrana mogła przylegać do powierzchni rozpylanej tarczy 2 (narysowanej linią przerywaną, fig. 3).

W ten sposób, wynalazek znajduje korzystne zastosowanie w dziedzinie próżniowego napylania katodowego za pomocą tarczy.

Według innej właściwości, zestaw podstawa 3, rama 11 i membrana 4, jest sztywno połączony z ramą ograniczającą 5, która zamyka przestrzeń 6 do ustawiania i środkowania tarczy 2. Na przykład, kiedy tarcza 2 ma kształt ogólny prostokątny, rama ograniczająca 5 może być wykonana z 4 profili prostoliniowych 5A, 5B, 5C, 5D wyciętych i połączonych aby utworzyć zamkniętą ramę, widoczną na fig. 5 i fig. 6. Rama ograniczająca 5, wykonana w ten sposób, jest zamocowana na przykład za pomocą śrub 7 w grubości podstawy membrany 3 - 4 i płyty krańcowej 1.

Rama ograniczająca 5 zawiera w części zewnętrznej wyprofilowane obrzeże 5d sprzęgające i obejmujące mogące współpracować z zestawem elementów zaciskowych 8 zawierających uzupełniające formy sprzęgające 8a.

Figura 7 przekrój przedstawiający wykonanie i nakładanie katody przed zaciśnięciem tarczy, natomiast fig. 8 przedstawia widok ramy z fig. 7 po dociśnięciu tarczy. Wyprofilowane obrzeże 5d i formy uzupełniające 8a mają tak uformowane przekroje, aby umożliwić efekt przechylania elementów zaciskowych 8, który jest wynikiem oddziaływania docisku wywieranego na części 9 wprowadzone w grubość elementów 8 i oparte na części obrzeża sprzęgającego ramy ograniczającej 5. Pod wpływem przechylenia, część form sprzęgających 8a zespołu elementów zaciskowych 8 opiera się czołowo na brzegu zewnętrznym tarczy 2 w celu jej zamocowania jak to wyjaśniono poniżej.

PL 207 112 B1

Figura 9 przedstawia korzystne wykonanie profilu w przekroju wyprofilowanego obrzeża 5d ramy ograniczającej 5, i uzupełniające formy sprzęgające 8a elementów zaciskowych 8.

Wyprofilowane obrzeże obejmujące 5d stanowi przesunięty prostoliniowy profil 5d1 ograniczający prostoliniowy rowek 5d2. Prostoliniowy profil 5d1 jest połączony z powierzchnią oporową 5d3 przez nachyloną powierzchnię 5d4.

Uzupełniające formy elementów zaciskowych 8 są utworzone przez prostoliniowe wycięcie 8a1, które może być wprowadzone na przesunięty prostoliniowy profil 5d1 ramy ograniczającej 5. Prostoliniowe wycięcie 8d1 ogranicza wystającą końcówkę 8a2 współpracującą z rowkiem 5d2. Końcówka 8a2 jest wysunięta w stosunku do nachylonej powierzchni oporowej 8a3 przeznaczonej do współpracy z zewnętrznym obrzeżem tarczy 2.

Po włożeniu elementów zaciskowych 8 w profile sprzęgające i obejmujące ramy ograniczającej 5, wsunięcie końcówki 8a2 do rowka 5d2 profilu 5d w wycięcie 8a1, wystarczy podziałać na części 9 aby wywołać efekt przechylenia elementów zaciskowych 8. Do tego celu, części 9 są utworzone przez śruby dociskowe włączone w grubość elementów 8 pod formami sprzęgającymi 8a i opierające się na nachylonej powierzchni połączeniowej 5d4 ramy ograniczającej 5.

Figura 7 przedstawia elementy 8 przed dociśnięciem śrub dociskowych 9, podczas gdy fig. 8 przedstawia elementy 8 po dociśnięciu śrub dociskowych 9. Widoczne jest, że po czynności dociskania, nachylona powierzchnia 8a3 opiera się o brzeg zewnętrzny tarczy 2.

Jak widać na fig. 5 i 6, elementy zaciskowe 8 są tak odpowiednio wycięte, aby po połączeniu ich przez zestawienie, powstała zamknięta rama zewnętrzna, otaczająca i zamykająca całkowicie 4 boki tarczy 2 odgraniczając wolną strefę środkową do rozpylania. Inaczej mówiąc, po połączeniu, elementy 8 odtwarzają ten sam kształt geometryczny co kształt ramy ograniczającej 5.

Uwzględniając nakładanie się form profili sprzęgających elementów 8 i ramy ograniczającej 5, różne elementy 8 są niezależne jedne od drugich. Niektóre mają co najmniej jeden brzeg zukosowany pod kątem, podczas gdy inne są proste i wsuwane przez wślizgnięcie, w szczególności pomiędzy dwa elementy kątowe, uprzednio odpowiednio pozycjonowane względem ramy ograniczającej 5.

W przedstawionym przykładzie, elementy zaciskowe 8 składają się z dwóch elementów 8A i 8B, odpowiadających dwóm małym bokom ramy, przy czym te dwa elementy 8A, 8B są zukosowane na każdej końcówce, z czterech elementów 8C zukosowanych na jednej końcówce do umieszczenia w połączeniu z elementami 8A i 8B i wreszcie z dwóch elementów 8D przeznaczonych do włożenia pomiędzy dwa zmontowane elementy 8C znajdujące się po tej samej stronie ramy.

W takim układzie, montaż i demontaż tarczy 2 jest jak widać wyjątkowo prosty i szybki. Rzeczywiście, wystarczy wymontować elementy zaciskowe 8 przez poluzowanie śrub dociskowych 9.

Podobnie, wkładanie nowej tarczy 2 wykonuje się bardzo szybko. Po jej ustawieniu wewnątrz ramy ograniczającej 5 wystarczy ponownie włożyć na miejsce, jak wyjaśniono powyżej, elementy zaciskowe 8 i docisnąć śruby dociskowe 9 tak, aby spowodować przechylenie elementów 8. Jak widać, zamocowanie tarczy jest zapewnione przez sprzężone profile elementów zaciskowych 8 i ramy ograniczającej 5, a nie przez śruby zaciskowe.

Ważną cechą wynalazku, jest to, że zespół katody zamontowany jest na wysokości płyty krańcowej 1, na tak rozwiązanej części urządzenia, aby mogła być łatwo wyjmowana. Korzystnie, tę część urządzenia mogą stanowić drzwi 10.

Należy zauważyć, że elementy zaciskowe 8 są wykonane z tego samego materiału, co rozpylana tarcza lub z innego materiału.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Katoda do napylania próżniowego, w której podstawę tarczy stanowi chłodnica, znamienna tym, że zawiera podstawę podtrzymującą (3), na którą jest nałożona rama (11), której co najmniej jeden z boków zawiera, w tej samej płaszczyźnie, co najmniej jedno odgałęzienie (11b) ograniczające kanały obiegu cieczy chłodzącej, przy czym na ramę (11) nałożona jest membrana (4), która składa się z co najmniej dwóch nałożonych na siebie materiałów (4a) i (4b), przy czym jeden z materiałów (4b) spełnia funkcję konstrukcyjną i j est tak dobrany, że podlega odkształceniom sprężystym, podczas gdy drugi (4a) jest tak dobrany, że podlega odkształceniom plastycznym i przylega do powierzchni rozpylanej tarczy (2) zamontowanej w połączeniu z membraną (4), a podstawa (3), rama (11) i membrana (4) są połączone ze sobą na obrzeżach.

   PL 207 112 B1
2. 2. Katoda według zastrz. 1, znamienna tym, że zespół podstawy (3), ramy (11) i membrany (4) jest sztywno połączony z ramą ograniczającą (5), która zamyka przestrzeń (6), służącą do ustawiania i środkowania tarczy (2), przy czym rama ograniczająca (5) zawiera w części zewnętrznej wyprofilowane obrzeże (5d) mogące współpracować z zestawem niezależnych elementów zaciskowych (8) zawierających uzupełniające formy sprzęgające (8a), umożliwiające przechylanie elementów (8), wskutek docisku wywieranego na części (9), wprowadzone w grubość elementów, i oparte na części obrzeża sprzęgającego ramy ograniczającej (5) tak, że pod wpływem przechylenia część form sprzęgających zestawu elementów zaciskowych (8), opiera się czołowo o brzeg zewnętrzny tarczy (2) w celu jej zamocowania.
3. 3. Katoda według zastrz. 2, znamienna tym, że elementy zaciskowe (8) są tak wycięte, że po połączeniu ich przez zestawienie tworzą zamkniętą ramę zewnętrzną otaczającą i zamykającą całkowicie cztery boki tarczy (2) ograniczając wolną strefę środkową do rozpylania.
4. 4. Katoda według zastrz. 3, znamienna tym, że niektóre z elementów (8) mają co najmniej jeden brzeg zukosowany pod kątem, podczas gdy inne są proste i wsuwane przez wślizgnięcie, zwłaszcza pomiędzy dwa elementy kątowe, uprzednio odpowiednio pozycjonowane względem ramy.
5. 5. Katoda według zastrz. 2, znamienna tym, że sprzęgające i obejmujące obrzeża ramy ograniczającej (5) stanowi przesunięty, prostoliniowy profil ograniczający, prostoliniowy rowek (5d2).
6. 6. Katoda według zastrz. 2 albo 5, znamienna tym, że uzupełniające formy sprzęgające elementów zaciskowych (8) stanowi prostoliniowe wycięcie (8a1) współpracujące z przesuniętym prostoliniowym profilem ramy ograniczającej (5) i ograniczające wystającą końcówkę współpracującą z rowkiem (5d2) w celu spowodowania efektu przechylenia pod wpływem docisku.
7. 7. Katoda według zastrz. 2, znamienna tym, że zespół podstawy (3), membrany (4) i ramy (11) zamontowany jest na wysokości płyty krańcowej (1), na tak rozwiązanej części urządzenia, aby mogła być łatwo wyjmowana, w szczególności w postaci drzwi.